對農田水利工程灌溉規劃設計的分析

朱海峰，肖 漢

(1. 朝陽市水利水電建筑工程有限責任公司，遼寧 朝陽 122000；2. 山東水利職業學院，山東 日照 276826)

對農田水利工程灌溉規劃設計的分析

朱海峰1，肖 漢2

(1. 朝陽市水利水電建筑工程有限責任公司，遼寧 朝陽 122000；2. 山東水利職業學院，山東 日照 276826)

近年來我國森林面積逐年減少、土地沙化問題日益嚴重，全國很多地區都出現了干旱的問題。在這樣的背景下，提高農田水利灌溉工程的能力和效率至關重要。強調農田水利工程灌溉規劃的重要性，建立統一的灌溉設計標準，提升農田水利工程灌溉規劃設計能力，設計科學、合理、高效的水利灌溉工程，對于提升農業灌溉效率、促進農業生產發展都有著重要意義。本文重點討論對農田水利工程灌溉規劃設計的分析，通過建立科學、統一的設計標準，探討合理的工程布局方案，從而提升對水資源的有效利用和提高農田產量。

農田水利工程；灌溉規劃；設計

農田水利工程的灌溉部分主要由水源、給排水系統、灌排建筑物以及承泄區幾部分組成。灌溉工程的規劃設計主要包括對灌區防洪性能的規劃、灌溉系統和排水系統的規劃、灌溉方式的設計，以及灌區與居民區之間的規劃設計等幾部分內容。加強對農田水利工程灌溉規劃設計，有利于提升水利灌溉工程質量和效率。農業工程是我國的基礎工程，水資源是我國最重要的基礎性資源，因此，針對農田水利工程對國家民生和國民經濟發展有著極其重要的意義。我國對農田水利工程投入了巨大的人力、物力，以期望在提高農業生產的同時實現水資源的有效利用。近年來，隨著我國科學技術水平的不斷提高，農田水利工程也發生了巨大的變化，從傳統的經濟型建設方案逐漸轉變為綠色環保型的水利工程。在農田水利工程建設過程中，如何有效利用水資源，實現工程的經濟、環保性等問題成為了研究重點。

1 灌溉規劃設計的基本原則

農田水利工程灌溉規劃設計的基本原則是與當地的政策相符合，要充分考慮到與水、林、農、路，以及國土資源部門的政策結合，滿足當地政府關于農田灌溉、發電、人畜飲水以及航運的特殊要求，綜合考慮、統籌兼顧，真正做到科學、合理的規劃和設計，提高水資源的利用率，實現社會效益與經濟效益的最大化。

1.1 安全為主的設計原則

農田水利工程的灌溉規劃首先要滿足的就是安全性原則，避免在高填方、深挖方的位置布置灌溉渠道，盡力避開在危險度較高的位置施工。如果設計方案必須在山丘地形的區域內挖掘渠道，則應盡量避免與河流等水系過分靠近，以免被山洪沖毀。盡量規劃在地質和地形條件較好的地區施工。同時要規劃泄洪措施和設施，以提高灌溉工程在應用過程中的安全性。

1.2 合理利用地形的原則

灌溉工程與地形的關系密切，因此，灌溉規劃要采用合理利用地形的原則。例如，盡量做到自動排水，可以在地勢較高的位置設置灌溉渠道，而在地勢較低的位置設置排泄渠道。對于局部性的洼地或高地，可以通過采用小范圍內提灌處理的措施，從而避免對整個灌溉工程的影響。另外，合理利用地形可以有效節省資金，盡量避開已有的居民住宅、農業用田等區域，同時避免與其他已有建筑物的交叉，減少施工工程量。

1.3 綜合利用原則

灌溉工程設計中的綜合利用原則指的是，充分考慮水電、水利和灌溉等多種功能的需求，在規劃設計階段將幾方面需求統籌安排，實現一水多用。例如，利用水系的高度落差實現水電應用，同時滿足水利灌溉的需求，充分利用水資源。在平原地區，可以考慮多種水資源的組合應用，例如地下水和地表水、井水和河水等[1]。

2 灌溉區域總體規劃

(1)灌區防洪規劃。灌區防洪規劃是規劃中的重要內容，目的是提高灌溉工程的安全性和可用性。灌區規劃時要充分考慮現場特點，采取因地制宜的原則，在提高灌溉性能的同時充分滿足泄洪的要求，根據防洪泄洪的工程標準，做好灌區的防洪規劃。在進行灌區總體規劃時，將對防洪泄洪的規劃設計納入其中。

(2)排水系統規劃。灌溉和排澇是灌溉規劃設計的兩個重要內容，因此要在灌溉規劃階段同時考慮到灌溉和排澇兩個需求，在滿足灌溉功能的同時合理控制地下水位，防止出現土地沼澤化或土壤鹽堿化的問題。

(3)確定灌溉方式。確定灌溉方式是灌溉規劃中的核心內容，好的灌溉方式能夠保證田間灌水均勻提高農田產量，同時節約水資源，提高資源的利用率。灌溉方式沒有一概而論的標準，必須結合農田自身環境的特點合理選擇。

(4)灌區與居民區的布置。灌區的布置應當充分利用已有的自然資源，利用溝渠附近的綠植，保證與已有道路的協調配合，與現有的公路、田地規劃相一致。應盡量減少對現有居民區的影響，輸電線路和通信線路盡量利用已有線路，如必須重新建設則應當滿足灌溉區域的總體規劃要求[2]。

3 灌溉設計標準

農田水利工程灌溉規劃設計的標準以灌溉設計保證率或抗旱天數作為設計指標。

3.1 灌溉設計保證率設計

灌溉設計保證率是指灌溉工程在使用期間能夠充分滿足灌溉用水需求的比率，一般用能夠完全滿足灌溉用水需求的年數除以使用的總年數來計算。具體為：

(1)

式中：p為灌溉設計保證率，%；m為完全滿足灌溉用水需求的年數，a；n為總年數，a。

在規劃設計階段考慮灌溉工程的保證率時需要結合作物的具體特點和農田當地的水文條件。農田作物用水的來源主要有灌溉水資源和降雨兩個，即：

ET=W+P

(2)

式中：ET為農作物田間需水量，mm；W為灌溉引水量，mm；P為有效降雨量，mm。

因此，在農作物需水量一定的情況下，降雨量越大所需要的灌溉引水量越少，相反降雨量越少則需要越多的引水。在工程規模與工程內容確定的情況下，灌溉工程的總引水量就是確定的了，可以通過當地水文計算的降雨頻率來計算引水工程量[3]。

3.2 抗旱天數設計

抗旱天數是灌溉工程抗旱能力的指標，指的是農田作物在生長階段遇到干旱的自然條件時，農田水利灌溉工程能夠確保農田用水的天數。一般我國的南方丘陵水稻區中，以本地水源為主要灌溉用水來源的情況下會主要考慮以抗旱天數作為灌溉工程的設計指標。在以抗旱天數為指標設計時，單季稻區和旱作物抗旱天數一般為30～50 d，而雙季稻區的抗旱天數要求為50～70 d。

4 灌溉設計其他內容

4.1 灌溉取水方式設計

灌溉工程的取水設計方式根據農田所處區域的水量、水位以及能夠利用的水資源類型等確定。如直接利用地面徑流完成灌溉，可以通過抽水取水、水庫取水，以及壩引水等方式實現。而如果利用地下水來灌溉，則還需要打井工程或者其他取水工程等。具體灌溉取水方式如圖1所示。

圖1 灌溉取水方式示意圖

4.2 灌溉渠道系統

灌溉工程是從水源處取水，然后將水輸送、分配到農田中農作物處的整體工程。因此完整的系統包括取水區域、輸配水區域和渠道系統以及田間渠系等多個部分。渠道系統一般可設計為干、支、斗、農四級或更多更復雜的級別。干渠是完成輸水任務的主渠道，而支、斗則是完成配水任務的渠道，控制分配給各個用水戶的水量多少。農渠是最后一級渠道，它實現了直接給農作物輸水的功能[4]。其他配套的田間道路建設、排水系統建設，以及排水出口等屬于田間工程的內容。

4.3 灌溉規劃設計的總原則

農田水利工程灌溉設計的總原則是有效利用水資源，充分實現土地與農田的緊密配合，充分尊重現有行政區域的劃分和設置，盡量擴大灌溉面積，實現自流灌溉。完成與公路、林地以及城市道路等的統一安排和規劃，兼顧灌、排的需求，不打亂已有灌溉工程的布局，盡量有效利用已有的水系資源、地形優勢等。另外，在保證工程質量和進度的前提下，盡量節省工程建設費用，要對各種建設方案進行科學的分析與對比。盡量選擇地質和地形條件較好的區域進行施工，盡量避開對已有建筑工程的拆除。

4.4 田間工程的規劃設計

田間工程主要是指農田水利灌溉工程的配套工程內容，通過田間灌排系統以及配套系統的有效利用，能夠合理控制地下水位，防止鹽堿地或過濕地的出現。排水系統是田間工程中最重要的任務。如果降雨過多會出現大量水分滲透到田地中的現象，而一旦積水深度和時間超過農作物的承受能力時就會影響作物生長、降低作物產量。因此，要合理設計排水溝的深度和間距，同時盡量保證農田田塊方正并保證一定的長度。長度過短，會造成農業機械施工過程中轉彎太多從而影響機械耕種效率、增加燃料的消耗。而長度過長，在單條田塊中灌溉作業的時間就長，灌水與耕種操作之間的間隔時間就長，導致土壤蒸發大，容易形成鹽堿地[5]。

田間工程還包括灌水溝、輸水溝、毛渠等工程。另外，為了提高灌溉工程的質量要先進行土地平整工作。一般以格田或條田作為平整工作的基本單元。通過平整工作，能夠實現對農田的削高填低、改善灌溉條件，同時也可以起到改善土壤條件、適應耕種需要等作用。因此，平整土地是田間工程中的重要步驟。

5 結 語

農業生產是關系到我國國民經濟發展、人民穩定幸福的重要工程。農田水利灌溉工程則是農業工程中提高作物產量、提升農業生產效率、節約資源的有效手段。本文在闡述農田水利工程灌溉規劃設計基本原則的基礎上，探討了灌區設計的整體規劃和基本標準，同時對灌溉設計中的灌溉取水方式設計、灌溉渠道系統、灌溉規劃設計的總原則以及田間工程的規劃設計等內容進行了深入的討論。建立統一的灌溉設計標準，提升農田水利工程灌溉規劃設計能力，設計科學、合理、高效的水利灌溉工程，對于提升農業灌溉效率、促進農業生產發展都有著重要意義。

[1] 余志國,徐雨竹.農田水利工程灌溉規劃設計芻議[J].水利技術監督,2015(5):84-86.

[2] 胡向陽,何子杰,鄭莊.西南地區河流灌溉發展規劃研究[J].人民長江,2012(10):78-81.

[3] 吳淑霞.灌溉設計保證率的優化選擇[J].河北水利,2003(10):41-43.

[4] 董全祥.淺析灌溉渠道的系統規劃[J].陜西水利,2012(4):171-172.

[5] 李東.鹽池揚黃灌區田間水利工程規劃設計探討[J].寧夏農學院學報,2000(3):89-91.

朱海峰(1982-)，男，蒙古族，內蒙古赤峰人，工程師，主要從事水利施工及設計方面的工作。E-mail：65066923@qq.com。

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：2096-0506(2017)08-0069-03